Дудник А.Б., Гриненко В.В. Расчет усилителя низкой частоты

Подождите немного. Документ загружается.

Министерство образования и науки Украины

Сумский государственный университет

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

КУРСОВОЙ РАБОТЫ

по теме "РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ "

ПО ДИСЦИПЛИНЕ "АНАЛОГОВАЯ СХЕМОТЕХНИКА"

для студентов специальностей:

6.090803 "Электронные системы",

6.090802 "Электронные приборы и устройства",

6.090804 "Физическая и биомедицинская электроника"

всех форм обучения

Сумы Издательство СумГУ 2005

Методические указания для выполнения курсовой работы по

теме "Расчет усилителя низкой частоты " по дисциплине «Ана-

логовая схемотехника»./ Составители: А.Б. Дудник, В.В.

Гриненко, Ю.А. Зубань. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2005. – 75 с.

Кафедра Эектроники и компьютерной техники

СОДЕРЖАНИЕ

С.

1 Выбор типа выходного каскада.........................................4

2 Расчет бестрансформаторного выходного каскада...........6

3 Расчет трансформаторного выходного каскада .............18

4 Расчет фазоинверсного каскада .....................................28

5 Расчет входного каскада на операционном усилителе...33

6 Расчет входного каскада на транзисторе ........................37

6.1 Расчет входного каскада на биполярном транзисторе с

общим эмиттером................................................................40

6.2 Расчет входного каскада на биполярном транзисторе с

общим коллектором............................................................41

6.3 Расчет входного каскада на полевом транзисторе .......43

7 Расчет цепей фильтрации по питанию............................46

8 Расчет коэффициента гармоник выходного каскада и

обратной связи.....................................................................49

9 Расчет элементов связи ...................................................56

Приложение А.....................................................................58

Приложение Б......................................................................60

Приложение В.....................................................................73

Приложение Г......................................................................74

Список рекомендуемой литературы...................................75

1 Выбор типа выходного каскада

Тип выходного каскада выбирается исходя из необходи-

мой величины напряжения питания.

Амплитудное значение коллекторного напряжения нагруз-

ки

кмн

где

- эффективное напряжение на нагрузке, В.

Амплитуда импульса тока нагрузки

км

= .

Необходимое напряжение источника питания

.()

EUrI

кмнаскм

=+11 ,

где r

нас

- внутреннее сопротивление транзистора в режи-

ме насыщения, определяется по выходной характеристике тран-

зистора рисунок 1.1.

нас

насмакс

нас

нас мах

КЭ

Рисунок 1.1 – Определение сопротивления r

нас

Если полученное значение

лежит в диапазонах:

- E

≤

912

, выбираем бестрансформаторный выходной кас-

кад с напряжением питанияE

;

- E

≤<

1215

, выбираем бестрансформаторный выходной кас-

кад с напряжением питанияE

;

- E или E

пп

<≥

915

, выбираем трансформаторный выходной

каскад с напряжением питания E

Вили E В

пп

1215

2 Расчет бестрансформаторного выходного каскада

VD1

VD2

VT1

R5 C3

Rн

VT2

VT3

VT5

VT4

+Eп

R4 C2 R6

-Eп

Рисунок 2.1 – Бестрансформаторный выходной каскад

Амплитудное значение коллекторного напряжения транзи-

стора VT4, VT 5

кмн

где

- эффективное напряжение на нагрузке, В.

Амплитуда импульса коллекторного тока транзистора

км

Мощность выделяемая каскадом в нагрузке

Ориентировочная мощность, рассеиваемая на коллекторе

транзистора VT4

(..)

кн

=−0409

Используя полученные значения

, I

км

подби-

раем транзисторы VT4 (VT5) , отдавая предпочтение приборам с

малым обратным током

ко

Транзисторы подходят, если выполняются условия:

кдопк

кэдопп

км

кдоп

Выбираем транзистор с характеристиками:

кдоп

- максимально допустимая мощность, рассеивае-

мая на коллекторе транзистора,

кэдоп

- максимальное напряжение коллектор-эмиттер

транзистора,

кдоп

- максимально допустимый постоянный ток кол-

лектора,

доп

- максимальная температура перехода.

Максимальная температура коллекторного перехода тран-

зистора выбирается из условий

=+−°

1530

(),

кмаксв

кмакс

доп

Мощность, рассеиваемая на коллекторе транзистора при

максимальной температуре окружающей среды

()

Р tt РttdPt

кдопкмакск C кмакс

===−−

- коэффициент, характеризующий уменьшение мощ-

ности с повышением температуры Вт/˚С.

Выбор режима работы транзистора по постоянному току и

построение линий нагрузки.

Ток покоя коллектора транзисторов VT4 (VT5)

=−⋅⋅

05210

(.)

кко

ко

- значение обратного тока при 25

С.

Полученное значение тока покоя I

должно быть не

больше допустимого значения:

=−400101

(..)

oкмакс I

км

Если это условие не выполняется необходимо подобрать

транзистор с меньшим значением обратного тока коллектора.

На семействе выходных статических характеристик тран-

зисторов VT4 (VT5) строят нагрузочные прямые по переменно-

му току с координатами (рисунок 2.2).

(,);(,)

АIЕВIIЕU

кп oккмпкм

+−

4444

б4 макс

об4

oк4

км4

к4 макс

ok4

км4

кэ

Рисунок 2.2 – Построение нагрузочной прямой транзисто-

ра VT4 (VT5)

Переносим соответствующие значения токов на входные

характеристики (рисунок 2.3).

об4

бм4

бм4 макс

бэ

oб4

бм4

бм4 макс

А'

А"

≠

кэ

Рисунок 2.3 – Определение параметров входного сигнала

транзистора VT4 (VT5)

Определяем для транзисторов VT4 (VT5) (рисунок 2.3):

бм

- амплитудное значение напряжения на базо-

эмиттерном переходе;

об

- напряжение покоя базы;

бммакс

- максимальное значение напряжения на базо-

эмиттерном переходе;

бм

- амплитудное значение тока базы;

об

- ток покоя базы;

бммакс

- максимальное значение тока на базо-

эмиттерном переходе.

Входное сопротивление транзисторов VT4 (VT5)

бм

вхбэ

бм

Номинал резисторов R5 (R6)

==−25

564

()RRR

вхбэ

Выбор предвыходных транзисторов и режимов работы их

по постоянному току.

Ток покоя эмиттера транзистора VT2 (VT3)

об

оэоб

Амплитудное значение тока эмиттера транзистора VT2

(VT3)

бм

эм

вхбэ

Примем II

кмэм

≈

Аналогично выбору выходных транзисторов выбираем

VT2 (VT3). Транзисторы подходят, если выполняются неравен-

ства:

Р I

нбм

кдоп

км

кэдопп

IIIIII

кмакс

кмокэмоэ

кдоп

>=+≈+

2222

Для построения линии нагрузки по постоянному току

транзисторов VT2 (VT3) выбираем следующие координаты (ри-

сунок 2.4).

(,),

АI Е U

oкпoб

АIIЕUU

oккмп oбкм

−

+−−

2242

где UUU

кмбм

км